JP2011136435A - 立体模様を有するチューブ容器の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な設備を用い、加熱や吸引とは異なる操作で、均質な立体模様を短時間で付すことが可能で、安価に製造可能であると共に、ＣＯ₂削減やエコロジー、省資源化に資する立体模様を有するチューブ容器の製造方法を提供する。
【解決手段】まず、半製品１をマンドレル２外側に装着し、次に、マンドレルの排気通路５を圧空成型機７の排気部８に気密に接続して、当該マンドレルを圧空成型機にセットし、次に、圧空成型機のガス導入部７ｂから加圧ガスを導入して、加圧ガスで半製品を転写用立体模様に圧着させると共に、半製品の内周面と凹状溝３との間の空気を、排気通路を介して排気部から自然排気させ、その後、マンドレルから立体模様が付されたチューブ容器を取り外すようにした。
【選択図】図９

Description

本発明は、簡易な設備を用い、加熱や吸引とは異なる操作で、均質な立体模様を短時間で付すことが可能で、安価に製造可能であると共に、ＣＯ₂削減やエコロジー、省資源化に資する立体模様を有するチューブ容器の製造方法に関する。

見た目の良さや意匠性を高める目的で、凹凸加工を表面に施すようにしたチューブ容器の製造方法が特許文献１や特許文献２に開示されている。

特許文献１の「合成樹脂製管状体の加工方法およびチューブ容器」は、外表面に部分的に凹状、凸状および凹凸状の形状のうちの少なくとも一つの形状が形成された型部を有し、この型部に細貫通孔を形成した有底筒状のマンドレルを合成樹脂製の管状体に内接させながら挿入し、管状体の型部に対向する部分近傍を加熱により軟化させて、マンドレルの開口端および前記細貫通孔を介した排気により、管状体の軟化部分を真空成形様に成形して、管状体に凹部、凸部および凹凸部のうちの少なくとも一つを形成するようにしている。

特許文献２の「チューブ容器の製造方法」は、外周所定位置に凹状の成形溝を形成し底部にスリット状の吸引孔を形成したマンドレルと、マンドレルの中心軸に沿って移動可能に構成された離型部材とを有する成形型を用い、成形型にチューブ容器を差し込んでスリーブの溝に対応する部位に熱風を吹き付けて軟化させた後、吸引孔から吸引して軟化部分を吸着して成形する。その後、離型部材をマンドレルから突出させてスリーブを離脱させ、マンドレルと離型部材との隙間に圧縮空気を供給してチューブ容器を成形型から離型させるようにしている。

特開２００４−２４９７０６号公報 特開２００６−０４３９３２号公報

いずれの背景技術にあっても、管状体自体やスリーブ自体を加熱して軟化させる工程と、軟化した箇所を吸引する工程とを備えている。これら２つの工程のために、製造のサイクルタイムが長引いてしまう。また、十分な凹凸等を付与するには、加熱工程、吸引工程のいずれに対しても、十分な加熱時間・吸引時間を設定する必要がある。さらに、安定した均質な加工形状を得るには、管状体等をムラなく均一に加熱することが好ましいが、平面材とは異なり、管状体等をムラなく均一に加熱することには困難が伴い、再現性を高く確保することができない。

加熱工程について詳細には、時間的な点と温度分布の点から、難しさがある。時間的な点では、加熱操作は通常、一定範囲において温度の上昇下降を繰り返すことで所定温度を保つようにしていて、完全に一定の温度で加熱し続けることはできない。このため、量産過程では、時間的に加熱状態にムラが生じ、この結果、加工形状にバラツキが生じることとなる。温度分布については、真空状態でない場合、熱対流等により、管状体等の周りでは温度のバラツキが生じ、従ってムラなく均一な温度分布を確保することが難しく、このため、加工形状の再現性を確保することが難しい。

特許文献１では、プレス盤で管状体を押圧することで、加工形状の再現性を高めているが、装置や工程が複雑化すると共に、押圧部分に、予め施した印刷やホットスタンプなどがある場合には、これら印刷等にクラックが生じたり、色が曇るなどの不都合もあった。

本発明は上記従来の課題に鑑みて創案されたものであって、簡易な設備を用い、加熱や吸引とは異なる操作で、均質な立体模様を短時間で付すことが可能で、安価に製造可能であると共に、ＣＯ₂削減やエコロジー、省資源化に資する立体模様を有するチューブ容器の製造方法を提供することを目的とする。

本発明にかかる立体模様を有するチューブ容器の製造方法は、加圧作用で塑性変形される素材で中空筒体状に形成され、一端側に、注出口部へ向かって次第に窄まる錐面部が形成されると共に、他端側に開口部が形成されたチューブ容器の半製品と、該半製品内部に挿入される柱体状に形成され、該半製品の内周面に面する外周表面に、凹状溝によって転写用立体模様が形成され、内部には、該凹状溝の溝底から端面に亘って排気通路が形成されると共に、両端部に、該半製品の上記錐面部および上記開口部周辺と密着可能な封止面部が形成されたマンドレルと、該マンドレルの上記排気通路に気密に接続される排気部が設けられ、内部に該マンドレルが設置されると共にガス導入部から加圧ガスが導入される圧空成型機とを用い、
まず、上記半製品を上記マンドレル外側に装着し、次に、該マンドレルの上記排気通路を上記圧空成型機の上記排気部に気密に接続して、当該マンドレルを該圧空成型機にセットし、次に、該圧空成型機の上記ガス導入部から加圧ガスを導入して、加圧ガスで上記半製品を上記転写用立体模様に圧着させると共に、該半製品の内周面と上記凹状溝との間の空気を、上記排気通路を介して上記排気部から自然排気させ、その後、上記マンドレルから立体模様が付されたチューブ容器を取り外すようにしたことを特徴とする。

本発明にかかる立体模様を有するチューブ容器の製造方法にあっては、簡易な設備を用い、加熱や吸引とは異なる操作で、均質な立体模様を短時間で付すことができ、安価に製造できると共に、ＣＯ₂削減やエコロジー、省資源化に資することができる。

本発明に係る立体模様を有するチューブ容器の製造方法の好適な一実施形態に用いられるチューブ容器の半製品を示す斜視図である。 図１の半製品の側断面図である。 本発明に係る立体模様を有するチューブ容器の製造方法の好適な一実施形態に用いられるマンドレルを示す斜視図である。 図３に示したマンドレルの正面図である。 図３に示したマンドレルの側面図である。 図３に示したマンドレルの底面図である。 図４中、Ａ−Ａ線矢視断面図である。 図４中、Ｂ−Ｂ線矢視断面図である。 本発明に係る立体模様を有するチューブ容器の製造方法の好適な一実施形態に用いられる圧空成型機を示す側断面図である。 図１の半製品を図３のマンドレルに装着した状態を示す側断面図である。 加圧操作により、図１の半製品に図３のマンドレルで立体模様を付した状態を示す正面図である。 図１１中、Ｃ−Ｃ線矢視断面図である。 図１１の立体模様を有するチューブ容器を示す斜視図である。 図１３のチューブ容器の側面図である。 他の立体模様を有するチューブ容器を示す斜視図である。 さらに他の立体模様を有するチューブ容器を示す斜視図である。 図１６に示したチューブ容器の平面断面図である。

以下に、本発明に係る立体模様を有するチューブ容器の製造方法の好適な一実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。まず、本実施形態に係る立体模様を有するチューブ容器の製造方法に用いる装置等について説明する。図１及び図２には、チューブ容器の半製品１が示されている。

半製品１は、薄肉のアルミ材などの金属製材料、各種の合成樹脂製材料など、常温であっても、加圧作用で塑性変形される素材で形成される。金属製材料と合成樹脂製材料をラミネートするなどした複合素材であっても良い。また、常温以上で、加圧作用により塑性変形される素材であっても良い。

半製品１は、中空円筒体状に形成される。中空角筒状であっても良い。半製品１は、大径なスリーブ状の胴部１ａを主体とし、ねじ部を有する小径の注出口部１ｂが一端に形成されると共に、注出口部１ｂに隣接して、一端側には、胴部１ａから注出口部１ｂに向かって次第に窄まる円錐面部１ｃが形成される。円錐面部１ｃではなく、角錐面部であっても良い。半製品１の他端側は、胴部１ａ内方を外方へ向かって開放して、開口部１ｄが形成される。

図３〜図８には、マンドレル２が示されている。マンドレル２は、耐圧性を有する金属製や木製等で、半製品１の形態に合わせて、円柱体状に形成される。半製品１が中空角筒状の場合には、マンドレル２は角柱体状に形成される。

マンドレル２は、半製品１の開口部１ｄを介して、胴部１ａから円錐面部１ｃに亘って挿入される。マンドレル２の外径寸法は、胴部１ａの内径寸法とほぼ同一か、あるいは僅かに小さく設定され、マンドレル２は、胴部１ａ内周面に摺接しつつ、あるいは僅かな隙間を介して、半製品１内部に挿入される。

半製品１の胴部１ａの内周面に面するマンドレル２の外周表面には、凹状溝３によって、転写用立体模様４（図３参照）が形成される。凹状溝３の溝底３ａを基準とすれば、周囲の凸部によって、転写用立体模様４が形成される。図示例にあっては、マンドレル２の表裏部分に、適宜深さで、外形輪郭が菱形の凹状溝３が形成されている。従って、この菱形が転写用立体模様４として、半製品１の胴部１ａに転写される。

マンドレル２の内部には、凹状溝３の溝底３ａからマンドレル２の一方の端面２ａに亘って、排気通路５が形成される。排気通路５は、マンドレル２の中央部に軸方向に沿って形成される大径の排気用空洞５ａと、排気用空洞５ａと凹状溝３の溝底３ａとを連通する細径の空気抜き孔５ｂとから構成される。

排気用空洞５ａは、半製品１の注出口部１ｂ側に位置する他方の端面２ｂで閉鎖されると共に、半製品１の開口部１ｄ側に位置する一方の端面２ａで開放され、当該一方の端面２ａには、排気用空洞５ａの開口端５ｃが形成される。空気抜き孔５ｂは、適宜位置に適宜個数形成される。

マンドレル２の両端部には、半製品１の円錐面部１ｃ及び開口部１ｄ周辺と密着可能な第１封止面部２ｃ及び第２封止面部２ｄが形成される。第１封止面部２ｃは、他方の端面２ｂ周辺に、円錐面部１ｃの形状に合わせて形成される。第２封止面部２ｄは、一方の端面２ａ周辺となる外周表面に形成される。第２封止面部２ｄは、マンドレル２の他の部分と異なり、一方の端面２ａに向かって次第に、胴部１ａの内径寸法よりも僅かに大きな外径寸法に拡張することで形成される。

マンドレル２を半製品１内部に挿入することで、第１封止面部２ｃは、円錐面部１ｃに突き当たって密着すると共に、第２封止面部２ｄは、胴部１ａの内周面に摺接しつつ密着する。

マンドレル２の一方の端面２ａには図６及び図７に示すように、Ｏリング６を装着するための環状溝２ｅが形成される。また、環状溝２ｅと排気用空洞５ａの開口端５ｃとの間には、マンドレル２を、後述する圧空成型機７に取付固定するためのネジ孔２ｆが形成される。

図９には、圧空成型機７が示されている。圧空成型機７自体は従来周知のように、耐圧容器７ａの内部にガス導入部７ｂから加圧ガスを導入することで、内部圧力を瞬時に超高圧に高め、この超高圧により成形操作をするものである。加圧ガスは、常温であっても良いし、加熱により常温以上としても良い。

本実施形態に係る立体模様を有するチューブ容器の製造方法に用いる圧空成型機７には、マンドレル２の排気用空洞５ａの開口端５ｃに接続される排気部８が設けられる。排気部８は、貫通孔８ａで形成される。

マンドレル２は、ネジ孔２ｆにねじ込まれるネジ（図示せず）を介して、圧空成型機７の耐圧容器７ａに取付固定される。これにより、マンドレル２は耐圧容器７ａ内部に設置されると共に、耐圧容器７ａの貫通孔８ａとマンドレル２の排気用空洞５ａとが連通される。マンドレル２の一方の端面２ａと耐圧容器７ａとの間は、Ｏリング６によってシールされ、このＯリング６により、耐圧容器７ａの気密が確保されると共に、貫通孔８ａと排気用空洞５ａの開口端５ｃとの気密な接続が確保される。

次に、本実施形態に係る立体模様を有するチューブ容器の製造方法について説明する。まず、図１０に示すように、チューブ容器の半製品１を、マンドレル２の外側に装着する。この装着操作により、第１封止面部２ｃが半製品１の円錐面部１ｃに密着し、第２封止面部２ｄが胴部１ａの開口部１ｄ周辺の内周面とに密着すると共に、立体模様Ｄを付する胴部１ａが凹状溝３に面する。

また、この装着状態では、第１封止面部２ｃと第２封止面部２ｄとの間において、胴部１ａの内周面とマンドレル２の外周表面との隙間及び凹状溝３内部に空気が滞留している。マンドレル２の環状溝２ｅには、Ｏリング６を装着する。

次に、図９に示すように、半製品１を装着したマンドレル２を、圧空成型機７にセットする。セットする際には、マンドレル２の一方の端面２ａを耐圧容器７ａの排気部８に押し当て、ネジでマンドレル２を耐圧容器７ａに取付固定する。この取付固定により、Ｏリング６を介して、マンドレル２の排気用空洞５ａが圧空成型機７の貫通孔８ａに気密に接続される。

次に、圧空成型機７のガス導入部７ｂから加圧ガスを導入する。加圧ガスは従来周知のように、耐圧容器７ａ内部に均一な圧力で充満し、耐圧容器７ａ内部を瞬時に超高圧とする。この超高圧により、半製品１の胴部１ａは、内周面がマンドレル２の外周表面に押し付けられて圧着し、また凹状溝３内方へも押し込まれて、これによって転写用立体模様４に圧着される。超高圧はまた、第１及び第２封止面部２ｃ，２ｄにおけるマンドレル２と半製品１との密着作用も高める。

半製品１の胴部１ａがマンドレル２に押し付けられると、胴部１ａの内周面とマンドレル２の外周表面、並びに凹状溝３内部に滞留している空気が一瞬のうちに加圧され、加圧された空気は自然に、凹状溝３の溝底３ａの空気抜き孔５ｂから排気用空洞５ａへ流れ込み、さらに排気用空洞５ａを通って圧空成型機７の貫通孔８ａから自然排気される。この滞留空気の自然排気作用により、半製品１には瞬時に立体模様Ｄが付される。

その後、必要に応じて、ネジを緩めて圧空成型機７からマンドレル２を取り外す。マンドレル２は、取り付けたままとしても良い。マンドレル２を取り外した様子が、図１１及び図１２に示されている。取り外したマンドレル２から半製品１のチューブ容器を、その柔軟性を利用して、取り外す。この取り外し操作により、図１３及び図１４に示すように、凹状溝３によって形成した転写用立体模様４が転写された、立体模様Ｄを有するチューブ容器Ｔが得られる。

以上説明した本実施形態に係る立体模様を有するチューブ容器の製造方法にあっては、製品バラツキを生じやすくて悪影響のある加熱操作や吸引操作とは異なる、熱を加えない加圧操作と、加圧操作に伴う自然排気によってチューブ容器Ｔに立体模様Ｄを付すことができる。製造設備としては、加熱制御を含めた加熱装置を必要とせずに、主にマンドレル２と圧空成型機７のみで足り、簡易に且つ安価に構成することができる。また、圧力の特性を利用し、均質な圧力分布の下で成形するようにしたので、半製品１の全体に亘って均一に圧力が作用し、製品毎にバラツキのない、均質で再現性に優れた立体模様Ｄを付することができる。また、瞬時に超高圧を確保し得る圧力成形を利用したので、短時間で製造することができ、サイクルタイムを短縮することができる。また、単に加圧するのみなので、製造コストが安価となる。

そして以上のことから、本実施形態に係る製造方法によれば、ＣＯ₂削減に寄与し得ると共に、エコロジーや省資源化にも資することができる。また、背景技術のようにプレス盤で押圧することなく、単に加圧ガスの圧力による押し付けで形成される立体模様Ｄなので、予め施した印刷やホットスタンプなどを損傷することなく、適切に維持することができる。

凹状溝３は、立体模様Ｄの成形面であっても良いし、凹形状を付与する空間であっても良い。空気抜き孔５ｂは、空気溜まりになりやすい部位に形成することが好ましい。また、チューブ容器の半製品１は、立体模様Ｄを付す前に、予熱するようにしても良い。また、必要に応じて補助的に、加圧中や加圧後に型押しをするようにしても良い。

圧空成型機７の加圧条件は、通常５〜１００ｂａｒとし、より好ましくは、２０〜６０ｂａｒに設定する。加圧が足りないと目的通りの立体模様Ｄを形成することができず、加圧し過ぎると、意図しない箇所で変形が生じるおそれがあるからである。また、当該加圧条件では、２〜３０秒程度の加圧時間に設定することが好ましい。また、加圧ガス温度を１００〜２５０℃程度に設定することで、製造サイクルタイムを短縮することができる。

図１５〜図１７には、他の立体模様Ｄを付したチューブ容器Ｔが例示されている。図１５は、斜めに交差する立体模様Ｄを有するチューブ容器Ｔである。図１６及び図１７は、極細の直線を多数並べた立体模様Ｄを有するチューブ容器Ｔである。

１ チューブ容器の半製品
１ｂ 注出口部
１ｃ 円錐面部
１ｄ 開口部
２ マンドレル
２ａ 一方の端面
２ｃ 第１封止面部
２ｄ 第２封止面部
３ 凹状溝
３ａ 凹状溝の溝底
４ 転写用立体模様
５ 排気通路
７ 圧空成型機
７ｂ ガス導入部
８ 排気部
Ｄ 立体模様
Ｔ 立体模様が付されたチューブ容器

Claims (1)

1. 加圧作用で塑性変形される素材で中空筒体状に形成され、一端側に、注出口部へ向かって次第に窄まる錐面部が形成されると共に、他端側に開口部が形成されたチューブ容器の半製品と、
   該半製品内部に挿入される柱体状に形成され、該半製品の内周面に面する外周表面に、凹状溝によって転写用立体模様が形成され、内部には、該凹状溝の溝底から端面に亘って排気通路が形成されると共に、両端部に、該半製品の上記錐面部および上記開口部周辺と密着可能な封止面部が形成されたマンドレルと、
   該マンドレルの上記排気通路に気密に接続される排気部が設けられ、内部に該マンドレルが設置されると共にガス導入部から加圧ガスが導入される圧空成型機とを用い、
   まず、上記半製品を上記マンドレル外側に装着し、
   次に、該マンドレルの上記排気通路を上記圧空成型機の上記排気部に気密に接続して、当該マンドレルを該圧空成型機にセットし、
   次に、該圧空成型機の上記ガス導入部から加圧ガスを導入して、加圧ガスで上記半製品を上記転写用立体模様に圧着させると共に、該半製品の内周面と上記凹状溝との間の空気を、上記排気通路を介して上記排気部から自然排気させ、
   その後、上記マンドレルから立体模様が付されたチューブ容器を取り外すようにしたことを特徴とする立体模様を有するチューブ容器の製造方法。

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